(57)【要約】【課題】溶銑出口部分や、或いは溶銑落下部分の溶損を従来のものよりも抑制できる、脱珪処理が行われる溶銑脱珪装置を提供するとともに、溶銑落下部分の溶損を従来のものよりも抑制できることにより、傾注樋の耐用性を向上させることができる溶銑用傾注樋を提供する。【解決手段】傾注樋１０において、少なくとも溶銑落下部分である側壁部６０を、アルミナ−クロミア系の耐火物で形成するとともに、傾注樋１０に溶銑を吐出する中樋の先端出口部分をアルミナ−クロミア系の耐火物で形成する。【選択図】図４
2007217737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鉱炉から出銑された溶銑を流す出銑樋と、該出銑樋の先端出口から出銑される溶銑を受ける傾注樋とを含み、前記傾注樋で脱珪処理が行われる溶銑脱珪装置において、
前記出銑樋の先端出口部分、及び溶銑脱珪傾注樋の溶銑落下部分のうち少なくともいずれか一方には、アルミナ−クロミア系の耐火物を配設したことを特徴とする溶銑脱珪装置。
【請求項２】
少なくとも溶銑落下部分に、アルミナ−クロミア系の耐火物を配設したことを特徴とする溶銑脱珪傾注樋。
【請求項３】
請求項２において、
前記アルミナ−クロミア系の耐火物を焼成レンガで形成したことを特徴とする溶銑脱珪傾注樋。
【請求項４】
請求項３において、
前記アルミナ−クロミア系の耐火物は、少なくとも質量比でアルミナが９２〜４４％、クロミア成分が３〜５０％を含むことを特徴とする溶銑脱珪傾注樋。
【請求項５】
請求項２において、
前記アルミナ−クロミア系の耐火物が、キャスタブル耐火物で形成したブロックであることを特徴とする溶銑脱珪傾注樋。
【請求項６】
請求項５において、
前記アルミナ−クロミア系の耐火物は、少なくとも質量比でアルミナが８９〜４３％、クロミア成分が３〜５０％、結合剤としてアルミナセメント及びシリカのうち少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする溶銑脱珪傾注樋。
【請求項７】
請求項２において、
長手方向の両端部に溶銑吐出口を備える傾注樋本体と、
該傾注樋本体の長手方向の中央域に設けられるとともに底部を形成する敷部と、該敷部の両側から立設された側壁部とを備えた耐火物とを備え、
前記溶銑落下部分は、前記敷部及び側壁部であることを特徴とする溶銑脱珪傾注樋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉からの溶銑を受けて該溶銑の脱珪処理が行われる溶銑脱珪装置及び溶銑脱珪傾注樋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高炉から出銑樋を介して溶銑を受ける傾注樋が提案されている（特許文献１）。傾注樋は、溶銑を受け入れた後、傾動することにより、受け入れた溶銑を、混銑車や溶銑鍋等の搬送容器に投入するようにされている。
【０００３】
一般的に、傾注樋は、出銑樋の落ち口よりも低く配置されているため、出銑樋からは、落下した溶銑が傾注樋に注がれることになる。その結果、傾注樋において、溶銑が落下する部分が大きく溶損してしまい、傾注樋の寿命を決定付ける原因となっている。殊に、近年溶銑の予備処理として、鉄酸化物系の処理剤を傾注樋に溶銑とともに混入させて、鋳床脱珪処理を行うようになっている。その際の脱珪処理に伴う酸化雰囲気の形成、スラグ塩基度の低下が、更に傾注樋の溶銑が落下する部分の溶損を増大させてしまい、傾注樋の寿命を著しく短くしている。
【特許文献１】特開２００２−６９５１５号公報
【特許文献２】特開平５−２２９８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の傾注樋においては、溶銑が落下する部分となる傾注樋の側壁部の耐火物は、アルミナ−マグネシア系のプレキャストブロックにて構成されている。しかし、アルミナ−マグネシア系のプレキャストブロックにおいても、傾注樋において、溶銑が落下する部分が大きく溶損してしまう問題がある。
【０００５】
殊に、傾注樋において脱珪処理を行うようになってから、傾注樋の溶損が非常に大きくなっている。この脱珪処理は、傾注樋に収容されている溶銑に鉄酸化物系処理剤を添加することにより、溶銑中の珪素を酸化させてＳｉＯ2としてスラグ化し、低減させる処理を意味する。この処理により、雰囲気は還元から酸化雰囲気に変化し、スラグの塩基度は１．２前後から１．０前後に低下し、耐火物の損傷を増大させる。
【０００６】
又、特許文献２には、溶銑脱珪用の流し込み材として、アルミナ−クロムスピネル系が提案されている。クロムスピネルとしてはクロム鉱、合成マグクロクリンカーが使用され、これらの添加により耐火性は向上し、又、スラグとの反応性も抑制されるが、一方で、アルミナ−クロミア以外の成分も増加するために耐蝕性に問題があり、又、スピネルは膨張が大きく、耐スポーリング性に問題があった。
【０００７】
さらに、高炉から傾注樋に溶銑を落下させる出銑樋出口では、傾注樋に落下した溶銑の脱珪処理に伴う酸化雰囲気の形成によって、溶損が増大してしまい、出銑出口部分の寿命を著しく短くしている。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、溶銑出口部分や、或いは溶銑落下部分の溶損を従来のものよりも抑制できる、脱珪処理が行われる溶銑脱珪装置を提供することにある。
【０００９】
又、本発明の他の目的は、溶銑落下部分の溶損を従来のものよりも抑制できることにより、傾注樋の耐用性を向上させることができる溶銑用傾注樋を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、溶鉱炉から出銑された溶銑を流す出銑樋と、該出銑樋の先端出口から出銑される溶銑を受ける溶銑脱珪傾注樋とを含み、前記溶銑脱珪傾注樋で脱珪処理が行われる溶銑脱珪装置において、前記出銑樋の先端出口部分、及び溶銑脱珪傾注樋の溶銑落下部分のうち少なくともいずれか一方には、アルミナ−クロミア系の耐火物を配設したことを特徴とする溶銑脱珪装置を要旨とするものである。ここで、クロミア（Ｃｒ２Ｏ３）は高融点であると同時に酸化雰囲気下で化学的に極めて安定でＣａＯ，ＳｉＯ２とも低融点化合物をつくらず、従って脱珪処理により生じた低塩基度スラグに対しても反応・溶融することなく、又、スラグの浸透をも防止する。アルミナ−クロミア系の耐火物はアルミナにクロミアを添加することにより、耐火性が向上すると同時に低塩基度のスラグに対しても反応が抑制され、耐蝕性向上する。又、アルミナ−クロミア系の耐火物はスラグの浸透も防止されるために剥離などの現象も軽減され、耐スポーリング性が向上する。なお、従来のアルミナ−マグネシア系耐火物や、アルミナ−クロムスピネル系耐火物では、下記の欠点がある。
【００１１】
１）アルミナ−マグネシア系耐火物はマグネシアがスラグ中のＳｉＯ２と反応し低融点化し、溶損する。
２）又、アルミナ−クロムスピネル系耐火物では、スピネル中のマグネシアがスラグ中のＳｉＯ２と反応し低融点化し溶損が進む他、クロミア以外の不純物が増加し、耐蝕性が低下する。
【００１２】
３）又、アルミナ−クロムスピネル系耐火物では、膨張が大きくなるために耐スポーリング性が低下する。
上記のアルミナ−マグネシア系耐火物や、アルミナ−クロムスピネル系耐火物に対して、アルミナ−クロミア系の耐火物では上述のような理由でこれらの欠点が大幅に改善される。
【００１３】
請求項２の発明は、少なくとも溶銑落下部分に、アルミナ−クロミア系の耐火物を配設したことを特徴とする溶銑脱珪傾注樋を要旨とするものである。
請求項３の発明は、請求項２において、前記アルミナ−クロミア系の耐火物を焼成レンガで形成したことを特徴とする。耐火物は焼成することにより、強度が上がり、耐摩耗性が向上する。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３において、前記アルミナ−クロミア系の耐火物は、少なくとも質量比でアルミナが９２〜４４％、クロミア成分が３〜５０％を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項２において、前記アルミナ−クロミア系の耐火物が、キャスタブル耐火物で形成したブロックであることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５において、前記アルミナ−クロミア系の耐火物は、少なくとも質量比でアルミナが８９〜４３％、クロミア成分が３〜５０％、結合剤としてアルミナセメント及びシリカのうち少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項２において、長手方向の両端部に溶銑吐出口を備える傾注樋本体と、該傾注樋本体の長手方向の中央域に設けられるとともに底部を形成する敷部と、該敷部の両側から立設された側壁部とを備えた耐火物とを備え、前記溶銑落下部分は、前記敷部及び側壁部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、出銑樋の先端出口部分、及び傾注樋の溶銑落下部分の少なくともいずれか一方の溶損を従来のものより抑制できることにより、脱珪処理が行われる溶銑脱珪装置の耐用性を向上させることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、溶銑落下部分の溶損を従来のものより抑制できることにより、傾注樋の耐用性を向上させることができる。
請求項３、及び請求項４の発明によれば、前記アルミナ−クロミア系の耐火物を、焼成レンガで形成することにより、請求項１の発明を実現できる。
【００１９】
請求項５及び請求項６の発明によれば、前記アルミナ−クロミア系の耐火物を、キャスタブル耐火物で形成したブロックとすることにより、請求項１の発明を実現できる。
請求項７の発明によれば、溶銑用傾注樋の側壁部の溶損を抑制できることにより、傾注樋の耐用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図１〜５を参照して具体的に説明する。
図１に示すように、溶銑脱珪傾注樋としての傾注樋１０は、溶鉱炉として機能する高炉１２から出銑樋としての大樋１３及び中樋１４を介して中樋１４の先端出口１５から出銑される溶銑を受け、溶銑鍋１６やトーピードカー（図示しない）等に溶銑を移し替えるようにされている。
【００２１】
該傾注樋１０は、中樋１４の先端出口１５側に配置されている。傾注樋１０は、長手方向の両端部に溶銑吐出口１７が形成されるとともに、図３に示すように矢印Ａ１、Ａ２、Ｂ１，Ｂ２方向に傾動可能な傾注樋本体２０と、傾注樋本体２０のキャスタブル層２４の長手方向の中央領域に一体的に埋設されたレンガ形成部３０とを備えている。
【００２２】
図３に示すように、傾注樋本体２０は、長手方向の先端２１に向かうにつれて上昇傾斜する底面２２をもつ浅底容器状をなす鉄製の甲殻部材２３と、甲殻部材２３の底面２２側のほぼ全体域に設けられたキャスタブル層２４とにより形成されている。キャスタブル層２４は、耐火物を主要成分とする流動性をもつキャスタブル材を鋳込み成形して形成されたものである。キャスタブル層２４の上面には溶銑吐出口１７に向かって上昇面となる傾斜面２５が形成されている。
【００２３】
図３に示すように、傾注樋本体２０の長手方向の中央域において、レンガ形成部３０がキャスタブル層２４に一体的に埋設されており、傾斜面２５の下降端同士の間に位置している。
【００２４】
レンガ形成部３０は、図４に示すように、横断面がほぼＵの形状の樋形状に形成され、底部を形成する敷部４０と、敷部４０の両側から立設された側壁部５０，６０とが一体化されている。側壁部５０，６０は互いに対向して配置されている。
【００２５】
図４に示すように、レンガ形成部３０の敷部４０は、一つ若しくは複数の焼成レンガである耐火レンガを密に配置することにより、深さが浅い浅樋形状を有している。又、敷部４０は、ほぼ平坦状をなす浅い内底面４１と、内底面４１に背向して設けられたほぼ平坦状をなす外底面４２を有する。さらに、敷部４０は、前記内底面４１の端から斜め上方向、すなわち拡開方向に立設された高さＨ１をもつ内側面４３と、該内側面４３に背向すると共に外底面４２の端から斜め上方向、すなわち、拡開方向に立設された高さＨ２をもつ外側面４４とを備えている。
【００２６】
図４に示すように、レンガ形成部３０の一方の側壁部５０は、敷部４０の一方の上端４５ａから上方に向けて拡開方向に複数の焼成レンガである耐火レンガを積むことにより立設されており、内側面５１と、該内側面５１に背向するとともにキャスタブル層２４に接する外側面５２とを備えている。又、レンガ形成部３０の他方の側壁部６０は、敷部４０の他方の上端４５ｂから上方に向けて拡開方向に一つ若しくは複数の焼成レンガである耐火レンガを積むことにより立設されており、内側面５１に対向する内側面６１と、該内側面６１に背向して、キャスタブル層２４に接する外側面６２とを有する。敷部４０の上端４５ａと側壁部５０の下端とは一体的に接合されており、敷部４０の上端４５ｂと側壁部６０の下端とは一体的に接合されている。
【００２７】
図４に示すように、内底面４１、内側面４３、５１、６１はキャスタブル層２４から露出しており、溶銑と接触する。図４に示すように、レンガ形成部３０の敷部４０と甲殻部材２３との間にはキャスタブル層２４が装填され、レンガ形成部３０の側壁部５０，６０と甲殻部材２３との間にもキャスタブル層２４が装填されている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、レンガ形成部３０は、前述したように傾注樋１０の長手方向の中央域においてのみ設けられ、傾注樋１０の長手方向の両端部には設けられていない。中樋１４から流れる高温の溶銑は、浸食性をもつスラグと共に、傾注樋１０の長手方向の中央領域で受け止められるため、傾注樋１０の長手方向の中央領域が最も溶銑に対する耐久性が要請される。多くの場合、特に、図１に示すように中樋１４側に配置される敷部４０、側壁部５０，６０は、中樋１４から落下する溶銑の落下部分（溶銑落下部分）になるため、溶銑に対する耐久性が要請される。
【００２９】
レンガ形成部３０の側壁部５０，６０を構成する耐火物としての焼成レンガは、アルミナ−クロミア系からなる。この耐火物は、少なくとも質量比でアルミナを９２〜４４％、クロミア成分を１〜５０％を含む。例えば、アルミナを８１％、Ｃｒ２Ｏ３を１１％、その他としてシリカ等を８％含む。
【００３０】
本実施形態では、レンガ形成部３０の敷部４０を構成する耐火物は、レンガ形成部３０の側壁部５０，６０を構成する耐火物と同じ材質にて形成されている。
この傾注樋１０を使用する際には、高炉１２から大樋１３及び中樋１４を介して出銑される高炉の溶銑を傾注樋１０は受ける。この溶銑は傾注樋１０内を経由し、傾注しながら、溶銑鍋１６またはトーピードカーに移送される。
【００３１】
以上のように構成された、傾注樋１０は、敷部４０及び側壁部５０，６０が、アルミナ−クロミア系からなる焼成レンガにて形成されているため、側壁部５０，６０に落下した溶銑による溶損を抑制することができ、この結果、傾注樋１０の耐久性を高めることができる。又、この結果、溶銑に対する耐摩耗性の向上、スラグに対する耐食性の向上、鉄粒飛散に対する耐摩耗性の向上を図り得る。これにより傾注樋１０の耐久性を高め得、通銑量を増加できる。
【００３２】
中樋１４は、図６、図７に示すように、底面７０をもつ断面Ｕ字状をなす鉄製の甲殻部材７１と、甲殻部材７１の底面７０側のほぼ全体域に設けられたキャスタブル層７２とにより形成されている。キャスタブル層７２は、耐火物を主要成分とする流動性をもつキャスタブル材を鋳込み成形して形成されたものである。
【００３３】
図６，図７に示すように、中樋１４の長手方向の先端出口部分において、レンガ形成部７３がキャスタブル層７２に一体的に埋設されている。
レンガ形成部７３は、図６，図７に示すように、横断面ほぼＵの形状の樋形状に形成され、底部を形成する敷部７４と、敷部７４の両側から立設された側壁部７５とが一体化されている。両側壁部７５は互いに対向して配置されている。
【００３４】
図６に示すように、レンガ形成部７３の敷部７４は、一つ若しくは複数の耐火レンガを密に配置することにより、深さが浅い浅樋形状を有している。又、敷部７４は、ほぼ平坦状をなす浅い内底面７６と、内底面７６に背向して設けられたほぼ平坦状をなす外底面７７を有する。
【００３５】
さらに、敷部７４は、前記内底面７６の端から斜め上方向、すなわち拡開方向に立設された内側面７８と、該内側面７８に背向すると共に外底面７７の端から斜め上方向、すなわち、拡開方向に立設された外側面７９とを備えている。
【００３６】
図６に示すように、レンガ形成部７３の側壁部７５は、敷部７４の上端７４ａから上方に向けて拡開方向に複数の耐火レンガを積むことにより立設されており、内側面８０と、該内側面８０に背向するとともにキャスタブル層７２に接する外側面８１とを備えている。敷部７４の上端７４ａと側壁部７５の下端とは一体的に接合されている。
【００３７】
図６に示すように、内底面７６、内側面７８、８０はキャスタブル層７２から露出しており、溶銑と接触する。
そして、図６に示すように、レンガ形成部７３の敷部７４と甲殻部材７１との間にはキャスタブル層７２が装填され、レンガ形成部７３の側壁部７５と甲殻部材７１との間にもキャスタブル層７２が装填されている。
【００３８】
図７に示すように、レンガ形成部７３は、前述したように中樋１４の先端出口１５部分に設けられている。中樋１４を流れる高温の溶銑は、浸食性をもつスラグと共に、先端出口１５部分から、傾注樋１０に注がれる。
【００３９】
傾注樋１０に注がれた溶銑は、傾注樋１０において、鉄酸化物系処理剤が添加されることにより、脱珪処理される。この脱珪処理により、酸化雰囲気となり中樋１４の先端出口１５部分がこの雰囲気に晒されることになり、同部分の出銑時の耐久性が要請される。
【００４０】
本実施形態では、レンガ形成部７３の敷部７４及び側壁部７５を構成する耐火物としての焼成レンガは、アルミナ−クロミア系からなる。この耐火物は、少なくとも質量比でアルミナを９２〜４４％、クロミア成分を３〜５０％を含む。例えば、アルミナ６７％、Ｃｒ２Ｏ３を２５％、その他として結合剤であるアルミナセメント、シリカ等を８％含む。
【００４１】
前記傾注樋１０及び中樋１４は、溶銑脱珪が行われる溶銑脱珪装置を構成する。
（実施例）
上記の傾注樋１０及び中樋１４の特徴的効果を確かめるために、下記のように実施例と、比較例の溶損試験及び実用試験を行った。アルミナ−クロミア系の耐火物の原料として、アルミナ原料としては、主として電融アルミナ、焼結アルミナを使用し、クロミア原料としては、酸化クロム、アルミナ−クロミア系の電融品又は焼結品を使用する。
【００４２】
原料は、表１に示す割合で配合し、ミキサーで混練し、プレスで９８ＭＰａの圧力で、２３０×１１４×６５（mm）の並形形状の成形体をつくり、３００℃で２４時間乾燥後、１５００℃で４８時間焼成することによって焼成レンガを得た。
【００４３】
キャスタブル耐火物は、表２に示す割合で原料を混合した。表１と同様に、アルミナ−クロミア系の耐火物の原料として、アルミナ原料としては、主として電融アルミナ、焼結アルミナを使用し、クロミア原料としては、酸化クロム、アルミナ−クロミア系の電融品又は焼結品を使用する。なお、その他の原料は、結合剤及び分散剤や、或いは、添加物である。キャスタブル耐火物の添加物として知られている物としては、乾燥促進剤、金属ファイバー、有機ファイバー、セラミックファイバー、酸化防止剤、増粘剤、硬化剤、硬化遅延剤等がある。そして、従来材質と同様に、施工水を外掛け６質量％程度添加して混練し、次いで中子を使用して流し込みし、充填性を高めるために、バイブレータによって加振して、並形形状と同じ大きさに形成し、焼成した。
【００４４】
溶損試験は、図５に示すように、高周波誘導炉１００の内壁に、焼成レンガ１〜５、キャスタブル１〜５の試験サンプルを内張した状態で、１６００℃に保持して、脱珪処理を行った。脱珪処理の条件は下記の通りである。
【００４５】
○ミルスケールの投入量：  一時間毎に５０ｇ／１５分間
○酸素吹き込み量      ：  ４０ＮＬ（ノルマルリットル）／分
○試験開始後１時間毎に、銑鉄を交換する。
【００４６】
○試験時間  ：    ３時間
実用試験は、溶損試験と同じ配合の焼成レンガ１〜５、キャスタブル１〜５で、実際に図４に示すような側壁部６０を作成し、図４にあるように傾注樋の側壁部６０に配置して鋳床脱珪処理を伴う傾注樋として実用した。通銑量は５万トンである。
【００４７】
各試験後の溶損量を同じく表１，２に示す。
表１より、耐火物を焼成レンガで形成する場合は、焼成レンガ２〜４に示すようにクロミア成分が３〜５０％までの範囲で、アルミナが９２〜４４％の範囲であると、溶損量が比較例よりも大きく抑制できる。
【００４８】
なお、クロミア成分が、５０％を超えると、溶損試験の結果は、良いが、実用試験でスポーリングが生じた。よって、クロミア量は３〜５０％、アルミナ量は９２〜４４％が好ましいことが分かる。
【００４９】
又、表２に示すように耐火物を、キャスタブルで形成する場合は、クロミア成分が３〜５０％までの範囲で、アルミナが８９〜４３％の範囲であると、溶損試験の溶損量が約１０ｍｍ以下であるため、溶損量が比較例よりも大きく抑制できる。クロミア成分が５０％を超えると、溶損試験の結果は良いが、実用試験でスポーリングが生じた。従って、キャスタブルの場合、クロミア成分量は３〜５０％、アルミナ量は８９〜４３％が好ましい。
【００５０】
【表１】
2007217737.tif 000003
【００５１】
【表２】
2007217737.tif 000004
なお、本発明の実施形態は、前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更してもよい。
【００５２】
○  焼成レンガには、上記実施例のほかに、キャスタブルで作成したプレキャストブロックを焼成してもよい。
○  前記実施形態では、レンガ形成部３０の敷部４０を構成する耐火物は、レンガ形成部３０の側壁部５０，６０を構成する耐火物と同じ材質としたが、溶損状況により異なるものでもよい。
【００５３】
○  前記実施形態では、傾注樋１０において、溶銑落下部分をアルミナ−クロミア系の耐火物を配設したが、溶銑落下部分以外の部分において、アルミナ−クロミア系の耐火物を配設してもよい。
【００５４】
○前記実施形態では、傾注樋１０及び中樋１４のいずれにも、アルミナ−クロミア系の耐火物を配設したが、いずれか一方にのみアルミナ−クロミア系の耐火物を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】高炉に傾注樋を装備している形態を模式的に示すレイアウト図。
【図２】傾注樋１０の平面図。
【図３】傾注樋１０の縦断面図（図２の１−１線矢視図）。
【図４】傾注樋１０の横断面図（２−２線矢視図）
【図５】高周波誘導炉１００の説明図。
【図６】中樋の横断面図。
【図７】中樋の要部縦断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１７…溶銑吐出口
２０…傾注樋本体
４０…敷部（溶銑落下部分）
５０，６０…側壁部（溶銑落下部分）
【図１】
2007217737.tif 000005
【図２】
2007217737.tif 000006
【図３】
2007217737.tif 000007
【図４】
2007217737.tif 000008
【図５】
2007217737.tif 000009
【図６】
2007217737.tif 000010
【図７】
2007217737.tif 000011